头部位置对基于眼底的眼球旋转的影响:对评估耳石-眼功能的启示

《Audiology Research》:Influence of Head Position on Fundus-Based Ocular Torsion: Implications for Assessing Otolith-Ocular Function

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月06日 来源:Audiology Research 1.7

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  背景:眼反向旋转(OCR)是一种由耳石介导的前庭-眼反射,可因头部倾斜而产生眼球旋转。因此,测量眼球旋转可提供与耳石功能相关的前庭张力平衡评估。该指标可利用盘-黄斑角(DFA)从眼底照片中客观量化。由于头部倾斜也会通过OCR生理性地改变眼球旋转,眼底成像时的头

  
背景:眼反向旋转(OCR)是一种由耳石介导的前庭-眼反射,可因头部倾斜而产生眼球旋转。因此,测量眼球旋转可提供与耳石功能相关的前庭张力平衡评估。该指标可利用盘-黄斑角(DFA)从眼底照片中客观量化。由于头部倾斜也会通过OCR生理性地改变眼球旋转,眼底成像时的头部位置可能影响所测得的DFA。本研究检验了头部倾斜及由此产生的OCR对基于眼底的眼球旋转测量的影响。方法:10名健康成人(年龄28–45岁;2名女性)在三种条件下接受双眼眼底摄影:常规头部放置、受控直立(0°)定位以及10°侧向头部倾斜。使用绑带式陀螺仪连续测量头部朝向。DFA通过ImageJ量化,定义为眼底图像中黄斑-视盘轴与水平子午线之间的角度。结果:标准头部定位与受控头部定位之间的平均DFA无差异(p = 0.23),但标准定位下的受试者内变异性更大(p = 0.020)。相反,10°头部倾斜显著改变DFA(p < 0.01)。结论:头部位置微小且自然发生的变异不会显著改变DFA,但可能增加测量变异性,而较大幅度的头部倾斜会产生DFA的显著变化。在眼底摄影过程中仔细控制头部位置可提高DFA测量评估耳石-眼功能的可靠性。
研究背景:眼反向旋转(OCR)是一种由耳石介导的前庭-眼反射(VOR),表现为眼球向头部倾斜相反方向旋转,属于扭转性VOR的一部分,反映重力对眼球朝向的正常影响。当正常平衡的耳石-眼系统被急性外周或中枢前庭病变破坏时,由此产生的不平衡可导致持续性病理性眼球旋转,即眼球扭转的静态改变。该扭转偏倚与斜视偏斜和头部倾斜共同构成眼倾斜反应(OTR),是前庭通路内急性不平衡的特征性体征。OTR中双眼通常表现为同方向的持续性扭转偏倚,上极向较低侧耳部旋转,代表由前庭张力不平衡引起的眼球扭转对线的静态改变,而非生理性OCR反应。眼球扭转的静态改变可利用眼底摄影测量盘-黄斑角(DFA)进行量化,DFA定义为水平子午线与连接视盘中心至黄斑的连线之间的角度。与双马多克斯杆试验等主观评估相比,眼底来源的DFA提供了客观且可重复的眼球扭转位置测量,可量化相对较小的眼位差异。然而,眼球扭转不仅受解剖对线及前庭或眼动功能障碍影响,还受头部朝向相对重力变化引起的生理性OCR反应影响。侧向头部倾斜时,OCR产生与倾斜方向相反的补偿性眼球扭转运动,改变眼底照片上测量的DFA。因此,图像采集时头部位置的差异可能引入DFA测量变异性,可能被误认为眼球扭转对线的变化。在评估疑似前庭功能障碍患者或比较不同临床访视的测量值时,这一区分尤为重要。尽管头部朝向对眼位的影响已知,但临床环境中眼底摄影时头部朝向并未常规控制。尽管下颌托和头部支撑可限制总体头部运动,图像采集过程中仍可能存在头部朝向的微小变异。此类变异可能通过生理性OCR引入DFA测量变异性并影响其临床解读。为直接检验这些效应及头部位置如何影响眼底来源的DFA测量,研究人员比较了常规眼底摄影与受控条件下(图像采集时头部保持直立并与垂直方向对线)获得的测量值,并评估了图像采集时实验性 imposed 头部倾斜的影响,以确定头部朝向相对重力的变化如何影响DFA测量。

研究人员开展的研究与结论:本研究纳入10名健康成人(年龄28–45岁;2名女性),在三种随机排序条件下进行眼底摄影:标准条件(常规放置于相机下颌托,不调整头部朝向)、控制条件(利用实时陀螺仪测量将头部朝向调整至0°俯仰和翻滚)以及头部倾斜条件(成像时将头部调整至任一侧10°翻滚倾斜)。标准和控制条件下双眼各成像三次试验(每名受试者各6张图像),头部倾斜条件下每侧倾斜各4张图像。使用免散瞳眼底相机(Zeiss VisuCam 224)共获得270张眼底照片。DFA通过ImageJ 1.54量化,正值表示外旋转,负值表示内旋转。数据分析使用MATLAB R2025b,采用重复测量方差分析(ANOVA)和t检验比较各实验条件下的DFA测量值和头部位置。研究得出:标准条件与受控头部定位之间的平均DFA无显著差异(p = 0.23),但标准定位下受试者内变异性更大(p = 0.020);10°头部倾斜显著改变DFA(p < 0.01)。这表明头部位置微小自然变异不显著改变DFA但可能增加测量变异性,而较大头部倾斜产生DFA显著变化。重要意义在于:在眼底摄影时仔细控制头部位置可提高DFA测量评估耳石-眼功能的可靠性,对疑似前庭或眼动功能障碍患者的眼球扭转评估具有重要临床意义,尤其适用于纵向评估及存在持续性或补偿性头部倾斜的前庭疾病患者。

关键技术方法(不超过250字):研究人员采用免散瞳眼底相机(Zeiss VisuCam 224)对10名健康成人进行双眼眼底摄影,通过相机内部固视目标标准化凝视位置。使用绑带式智能手机陀螺仪(Bubble Level应用,Version 4.0)实时测量并调整头部在俯仰和翻滚平面的朝向。眼底图像用ImageJ 1.54分析,识别视盘和黄斑中心并计算DFA。数据用MATLAB R2025b行重复测量ANOVA和t检验。样本来源为约翰霍普金斯社区招募的健康成人。

研究结果:(1)头部位置校正效果:标准条件下平均头部倾斜为1.32° ± 0.10°,控制条件下垂直头部调整后为0.07° ± 0.01°(p < 0.0001),证实头部位置校正有效。(2)标准与受控条件下的DFA比较:标准条件(右眼OD:4.47° ± 0.48°;左眼OS:5.60° ± 0.53°)与控制条件(OD:4.31° ± 0.95°;OS:5.29° ± 0.76°)的平均DFA相似,条件(F(1,9) = 1.63,p = 0.23)和眼别(F(1,9) = 3.51,p = 0.094)均无显著效应;但DFA变异性在标准条件(OD:1.03° ± 0.21°;OS:1.08° ± 0.20°)大于控制条件(OD:0.34° ± 0.09°;OS:0.51° ± 0.16°),条件效应显著(F(1,9) = 8.03,p = 0.002)而眼别不显著(F(1,9) = 0.73,p = 0.42),表明控制头部位置降低了DFA测量变异性。(3)头部倾斜条件下的DFA变化:10°左侧倾斜时平均DFA为OS 7.70° ± 0.60°、OD ?8.72° ± 0.66°,平均绝对变化8.21° ± 0.63°;10°右侧倾斜时为OS ?7.69° ± 0.61°、OD 9.05° ± 0.66°,绝对变化8.37° ± 0.64°。DFA随头部位置显著不同(F(2,18) = 20.01,p < 0.001),眼别无显著差异(F(1,9) = 0.58,p = 0.47),无交互作用(F(2,18) = 1.77,p = 0.20)。Bonferroni比较显示左(p = 0.009)和右(p = 0.011)倾斜与直立相比DFA变化显著,两种倾斜条件间无显著差异(p = 0.94)。表明头部倾斜对DFA的影响在双眼相似。

讨论部分总结与结论翻译:本研究探讨了常规眼底摄影时头部位置变异是否影响DFA测量。DFA测量与既往大型规范性研究报告的健康个体平均值5–7°一致。校正自然发生的头部倾斜后平均DFA变化仅1.06° ± 0.68°,远低于既往报道的眼球扭转最小可检测变化4°。这些发现表明头部位置微小自然变异不显著改变常规眼底摄影时的DFA测量。然而,控制头部位置显著降低重复测量的变异性,表明即使微小头部朝向差异也可能影响测量一致性而不引入系统性偏倚。这一区分具有临床相关性,因为更大的测量变异性可能使区分眼球扭转微小变化与头部定位相关差异更加困难。与此微小变异相反,实验性 imposed 10°头部倾斜产生DFA显著变化,表明较大头部朝向变化可有意义地影响所测眼球扭转。这些变化可能反映生理性OCR反应,即眼球向头部倾斜相反方向旋转以部分补偿头部朝向相对重力的变化。因此,头部位置对DFA的影响似乎取决于头部倾斜幅度:微小变异主要影响测量一致性,而较大倾斜可引入所测扭转的系统性差异。这对可能难以保持直立头部位置的患者(包括颈部不适、姿势不稳或前庭疾病患者)具有重要意义。在此类患者中,DFA的表观差异可能不仅反映潜在的眼球扭转对线异常,还反映图像采集时头部倾斜的生理效应。因此,仔细监测和标准化头部位置可改善DFA测量的解读,尤其在比较双眼、评估细微扭转异常或追踪连续临床检查变化时。DFA测量另一个潜在变异来源是眼汇聚,可伴随眼球扭转变化。眼底摄影时汇聚变化可能改变视网膜标志物朝向并引入与头部位置或潜在扭转异常无关的DFA差异。尽管被成像眼固视可能有助于限制此效应,但解读DFA测量时应考虑汇聚的影响。DFA测量通过量化视盘和黄斑相对水平轴的角度关系提供眼球静态扭转的客观测量,反映眼球绕其视轴的旋转位置,受正常解剖变异、头部朝向相对重力及耳石-眼通路前庭张力平衡影响。由于眼位通过VOR受头部朝向调制,DFA测量本质上对眼底成像时头部位置敏感。侧向头部倾斜通过引起OCR对眼球扭转产生关键效应,OCR仅补偿约10–25%的头部倾斜,因此头部朝向变化在眼球扭转层面仅部分补偿,这很可能解释为何头部倾斜微小变异不导致DFA测量显著变化。研究存在局限性:样本量相对较小,但受试者内设计减少了个体间变异,使头部位置对DFA的效应评估更可靠;然而有限样本量和年龄范围可能影响结果的普适性,尤其对老年人和前庭疾病患者;尽管监测了头部位置,固视和眼汇聚变化也可能导致测量变异性;需更大更多样化人群的进一步研究阐明这些发现的临床意义。结论翻译:研究结果表明,常规临床眼底摄影时头部倾斜的微小自然变异不显著改变DFA测量,尽管未控制的头部定位可能增加测量变异性。相反,较大头部倾斜产生DFA显著变化,反映头部朝向相对重力对静态眼球扭转的影响。这些发现具有重要临床意义,尤其当眼底摄影用于评估疑似前庭或眼动功能障碍患者的眼球扭转时。由于DFA测量同时反映眼球扭转位置和头部朝向的影响,头部位置变异可能使异常眼球扭转的解读复杂化。因此,眼底摄影时保持一致的直立头部位置可提高测量可靠性并促进不同检查间的比较。这对于纵向评估(眼球扭转微小变化可能具有临床意义)以及存在持续性或补偿性头部倾斜的前庭疾病患者尤为重要。标准化头部位置可提高眼底来源DFA作为静态眼球扭转测量的临床效用,并支持更可靠的耳石-眼功能评估。
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